MÜHENDİSLİK UYGULAMALARINDA TEK BAZLI GERÇEK ZAMANLI KİNEMATİK (GZK) GPS TEN VE GZK AĞINDAN YARARLANMA

Transkript

1 MÜHENDİSLİK UYGULAMALARINDA TEK BAZLI GERÇEK ZAMANLI KİNEMATİK (GZK) GPS TEN VE GZK AĞINDAN YARARLANMA Çetin Mekik Zonguldak Karaelmas Üniversitesi, Müh. Fak. Jeodezi ve Fotogrametri Müh. Bölümü ÖZET Mühendislik uygulamalarında, doğruluk isteğine ilaveten hızlı ve ekonomik konumlama etken duruma gelmektedir. Diğer bir deyişle, mühendislik projelerinde verimlilik önemli bir istek haline gelmektedir. Klasik/konvansiyonel teknikleri uygulayabilmek için zamanın ve dolayısıyla paranın çoğu ulusal ağa bağlı bir bölgesel nirengi ve/veya poligon ağı kurmaya gitmektedir ve böylelikle doğruluklu fakat verimli olmayan konumlama ve aplikasyon yapılmaktadır. Oysa sadece ucuz tek frekanslı bir GPS alıcısıyla, her proje için bir nirengi ve/veya poligon ağı kurmadan bir GZK Ağı kapsamında saniyeler mertebesinde bir sürede cm doğruluklu arazide nokta üretimi mümkün olabilmektedir. Bu çalışmada GPS koordinatlarından ulusal koordinatlarının ve dolayısıyla kenar ve azimut açılarının elde edilmesi yönelik bir algoritma sunulmuştur. Bu algoritmanın GZK GPS alıcılarından elde edilen koordinatlara uygulanmasıyla arazide gerçek zamanlı olarak konumlama mümkün olabilmektedir. Daha sonra bu GPS (tek bazlı GZK ya da GZK Ağı) ile konumlanan noktaların mühendislik uygulamalarında kullanımına yönelik iki yöntem sunulmuştur. Bu iki yöntemden birinin kullanımıyla üretilen noktanın üzerine elektronik takeometre kurularak başka bölgesel ağlara gereksinim duymadan detay alımı gerçekleştirilebilmektedir. Hatta detay noktalarının da bu yöntemlerle doğrudan konumlası yapılabilmektedir. Bunun sonucu olarak mühendislik uygulamalarında cm doğruluğun yanı sıra hız ve ekonomiklik de sağlanmaktadır. Anahtar Söcükler: Gerçek Zamanlı Kinematik GPS, GZK Ağı, mühendislik uygulamaları, elektronik takeometreler. ABSTRACT In engineering applicaitons, fast and economic positioning is becoming effective in addition to accruracy requirement. In orther words, the demand in engineering applications is leaning towards in favour of productivity. In conventional techniques the time, hence the money, is spent on establishing regional control 217 networks whose coordinates are determined in a national network, thus leading to produce accurate positions and applicaitons at the cost of denying productivity. However, just with a cheap single frequency GPS receiver, producing points in the field with cm level accuracy is achievable in a network RTK without the need of establishing regional control networks for every engineering project. In this study, an algorithm is presented for the tranformation of GPS coordinates to national coordinate frame, eventually obtaining the distances and azimuths. With this algorithm it is possible to derive national coordinates of points from their GPS poisitions in real-time in field. Furthermore, two techniques are provided for the use of poisitions obtained by GPS positioning (single-base RTK or network-rtk) in engineering applications. The points produced using either technique can be utilized in detail measuments by simply occupying with electronic takeometres (total stations) or even positioning detail points directly. As a results of this, speed and economy are achieved in engineering applicaitons as well as cm level accuracies. Key Words: Real Time Kinematic GPS, Network RTK, Engineerinf applications, total stations. 1. Giriş Mühendislik uygulamalarında genellikle düzlem koordinatların ve yüksekliklerin belirlenmesi gerekmektedir. Küresel konumlama sistemleriyle gerçek zamanlı olarak 3 boyutlu (3B) konumlama cm doğrulukla yapılabilmektedir. Bu kadar yüksek doğruluğun gerçek zamanlı olarak elde edilebilir olması Gerçek Zamanlı Kinematik GPS (GZK GPS) konumlama yöntemlerinin mühendislik uygulamalarına girmesine yol açmıştır. Yüksek doğruluğun kısa ölçme ve değerlendirme sürelerinde elde edilmesiyle, GZK GPS in ilk kullanıldığı yıllarda bile kadastro çalışmalarında klasik yersel yöntemlere göre maliyetlerde %50 ye varan tasarruflar sağlanmıştır (Sumper ve Asher, 1994). Daha sonra yazılım ve donanımlarda kaydedilen gelişmelerle, konumlama doğruluğundan taviz vermeden bu tasarruf oranları gittikçe artmaktadır. Yapılan araştırmalardan, GZK GPS

2 yönteminin elektronik takeometrelerin (total stationlar) kullanıldığı klasik yöntemlerle elde edilen konumlama doğruluğundan aşağı kalmadığı görülmektedir (El- Mowafy, 2000). GPS çağındaki son gelişme olan referans istasyonlarından oluşan GZK Ağlarının geliştirilmesiyle, aktif sürekli ölçen referans istasyonlarından (SÖRİ) gerekli olan ölçme düzeltmelerinin gerçek zamanlı olarak alınmasıyla artık arazideki kullanıcının kendi GPS referans istasyonu tesis etmesine gerek kalmamaktadır (Lachapelle vd., 2002). Arazide istihdam edilen personel sayısı, hızı ve güvenirliği nedenlerinden dolayı bu yöntemin çok yakın gelecekte mühendislik ölçmelerinde egemen konumlama tekniği olacağını söylemek abartı olmayacaktır. 2. Tek Bazlı GZK (Klasik GZK) Tek bazlı GZK GPS yönteminde, koordinatları bilinen bir referans istasyonundan gelen bilgileri kullanarak gezici alıcının konumu cm düzeyinde bir doğrulukla belirlenmektedir (Mekik ve Arslanoğlu, 2003; Arslanoğlu ve Mekik, 2003). Konumlama ya referans istasyonundan alınan ölçülerden gezici alıcının ölçülerininfarkını alarak ya da, daha yaygın olarak, referans istasyonunda mesafe düzeltmeleri hesaplanıp geziciye arazide göndererek gezicinin ölçülerine uygulaması olarak yapılabilmektedir. Mesafe düzeltmeleri, ölçülen mesafe ile uydu ve referans noktasının koordinatlarından elde edilen doğru mesafe arasındaki fark olarak her uydu için kestirilebilmektedir (Langley, 1998). GZK yönteminde, referans istasyonundan verileri geziciye gönderme ve gezicinin bunları değerlendirmesi için geçen zaman olan gecikme (latency) ya da konumlama gecikmesi (positioning latency) olmaktadır. Gecikme süreleri, gönderilen verinin miktarına, kullanılan bağlantının türüne, referans ile gezici arasındaki mesafeye ve ölçme koşullarına bağlı olarak 0,1 saniye ile bir kaç saniye olabilmektedir. Bu gecikmeden kaynaklanan konumlama doğruluğunun azalmasını önlemek için iki yaklaşım geliştirilmiştir: senkronizasyon yaklaşımı ve hızlı yaklaşım. Nokta aplikasyonlarında, referans istasyonundan gönderilen aynı epoğa ilişkin düzeltmeler geziciye ulaştıktan sonra verilerin işlenip saklandığı senkronizasyon yaklaşımı kullanılabilmektedir. Bu yöntemin doğruluğu gecikmeden dolayı önemli ölçüde azalmaz ve cm doğluluklu olarak konumlama genellikle mümkündür. Belli bir epoğun koordinatları alımından bir kaç saniye sonra hesaplanmasına karşın aynı noktada bir kaç saniye durup uydudan ölçü almak sorunu genelde çözmektedir. Diğer yandan hızlı yaklaşımda, alınan gözlemlerden ölçüleri kestirmek için bir kestirim algoritması uygulanır; bundan dolayı, hareket etmekten kaynaklanan bazı konumlama hataları oluşabilmektedir (a.g.e.). GZK nın kapsama alanını maksimize etmek amacıyla referans istasyonun anteni sinyal yansıması (multipath) oluşmayacak yerlere konulmalıdır. Bununla beraber, yüksek doğruluk aranan uygulamalarda yüksek hızda veri gönderim oranları gereklidir. Günümüzde genellikle bps (byte per second) veri gönderim oranları kullanılmaktadır. Veri iletişim sinyallerinin menzilleri, gönderilen sinyalin gücüne, ortamın parazitliliğine, arazinin geometrisine, kullanılan antene ve çalışılan alandaki yapı yoğunluğuna bağlı olarak değişmektedir. Özellikle yüksek yapılar veri bağlantısının kesilmesine yol açabilmektedir. Bazı durumlarda aktarıcı istasyonlardan yararlanmak menzili artırabilmektedir (Mekik, 2001; Mekik ve Arslanoğlu, 2003). Gecikme zamanını kısaltmanın yanı sıra faz tamsayı belirsizliklerini çözmede bunun sonucu olarak da konumlama doğruluğunu artırmada önemli rol oynayan iyonosferik hatayı azaltmak amacıyla genellikle kısa mesafeler tercih edilmektedir. Bu nedenle, alıcılar arasındaki mesafenin 10 km den fazla olmaması istenmektedir (Rizos, 2002) 3. GZK Ağı Tek bazlı GZK da referans istasyonu ile gezici arasındaki mesafeye getirilen kısıtlama, bir işlem merkezinde çok sayıda referans istasyonundan elde edilen gözlemlerin toplanıp gerekli düzeltmelerin hesaplanıp arazideki geziciye gönderildiği referans istasyonları ağının kullanımıyla aşılabilmektedir. Böyle bir ağda referans istasyonları arasındaki mesafeler, hızlı ve güvenilir tamsayı belirsizliği elde edebilmek için genellikle 100 km den kısa olacak biçimde seçilirler. Klasik GZK ya göre bu yöntemin temel avantajları şöyle verilebilir: Yörünge hatalarını ve iyonosferik gecikmeyi elimine eder; Troposferik gecikme, sinyal yansıması ve gözlem gürültüsü (birikme hatası) hatalarını azaltır; GZK, orta uzunluk olarak ifade edilen mesafelere kadar (100 km ye kadar) uygulanabilir; GZK için düşük maliyetli tek-frekanslı alıcılar kullanılabilir; Arazide ve büroda çalışan eleman sayısını azaltır; Düşük maliyetli GPS alıcılarıyla çok yüksek doğruluklu uygulamalar (örn. Deformasyon izleme, jeodezik kontrol ağları) mümkün olabilir; GPS ile konumlamanın doğruluğunu, güvenilirliğini, verimliliğini, hızını ve kullanım alanlarını artırır. 218

3 Referans istasyonları ile kontrol merkezi arasındaki iletişim genellikle özel tahsisli telefon hatları (GSM, GPRS) aracılığıyla yapılmaktadır. Referans istasyonlarının düzeltmeleri merkez bilgisayarda hesaplanır ve veriler geziciye gönderilir. Bu düzeltmeler ya gezici tarafından arazide ya da konrol merkezi tarafından geziciye yakın bir yerde olan bir sanal referans istasyonunda hesaplanmaktadır. Daha sonra bu düzeltmeler gezicinin konumunun gerçek zamanda doğruluklu olarak belirlenmesi için gezicinin gözlemlerine uygulanır Hata terimleri, özellikle mesafeya bağımlı hatalar, ağ çözümüyle azaltıldığından ya da elimine edildiğinden gezici ile en yakın referans istasyonu arasındaki mesafe onlarca kilometreye çıkarılabilmektedir (Mekik, 2004; Enge vd., 2000; Jansen vd., 2002). GZK Ağı düzeltmelerini üretebilmek için en az üç referans istasyonuna gereksinin duyulur. Bununla beraber, daha büyük alanları kaplayan ulusal ya da bölgesel düzeyde ağlar için bu sayı artmaktadır. Bu sayı arttıkça ağın serbestlik derecesi de atmakta ve daha iyi kestirilmiş düzeltmeler elde edilmektedir. Referans istasyonlarından birinin ya da bir kaçının geçici olarak bozulması ya da çalışmaması durumunda (örneğin, elektrik kesintisi nedeniyle) bu istasyon/lar ağ çözümünden çıkarılıp kalan referans istasyonlarından hala düzeltmeler ve güvenilir sonuçlar üretilebilmektedir (Wübbena ve Willgalis, 2001; El- Mowafy vd., 2003). Referans istasyonunda yapılan ve kullanıcıya aktarılan ölçü düzeltmelerini türetmek için farklı ağ algoritmaları kullanılabilmektedir. Bunlarda en yaygınları; sanal referans istayonu yöntemi (SRİ), çok referans yöntemi (koşullu dengleme yöntemi, referans hücresi (kareler ağı) yöntemi, düzeltme fonksiyonu yöntemi, ala düzeltme parametreleri (ADP, fakat uluslararası literatürde yaygın olarak Almanca kısaltması olan FKP kullanılmaktadır) yöntemidir (Raquet ve Lachapelle, 2001; Wübbena vd., 2001; Mekik, 2004). Bu yöntemlerin karışımını uygulamak da mümkündür. Farklı yöntemlerden elde edilen sonuçlar arasındaki fark çok fazla olmayıp birbirlerinden genellikle %10 sapma göstermektedirler (Petrowsky vd., 2001). düzeltmelerinin kestiriminden elde edilen düzlem modelin katsayılarıdır. 4. GZK GPS in Mühendislik Uygulamalarında Kullanılması Gerçek zamanlı olarak cm. düzeyinde doğruluk elde edilebilmesi için, başlangıç tamsayı belirsizliklerinin çözümünden sonra taşıyıcı faz ölçülerinin kullanılması gerekir (tamsayı belirsizlik çözümleri için bkz. Mekik ve Akçın, 1998). Mühendislik uygulamalarında gerçek zamanlı konumlama yapmada, gözlemlenebilen uydu sayısı, yakındaki yüksek binalardan yansıyan sinyaller (multipath) ve referans verilerinin gecikmesi GZK GPS ölçmelerinin performansını etkileyen ana unsurlardır. Binalara ya da ağaçlara çok yakın çalışma durumunda sinyallerin alıcıya geleceği yolların kısmen ya da tamamen kapalı olması (sky blockage) sonucu gözlemlenebilen uydu sayısı ölçü anına göre değişmektetir. Yolların, parsel sınrlarının, boru ve enerji hatlarının, mühendislik yapılarının (bina, köprü, baraj vb.) konumlanması ve aplikasyonu gibi mühendislik uygulamalarında 1-5 cm doğruluk üreten GZK GPS kullanılabilmetedir. GZK GPS sistemi, eletronik takeometrelerle (total station) bütünleşik olarak kullanılabilir. GPS antenini doğrudan eletronik takeometre alidatı ya da sehpasının üzerine yerleştirmekle elektronik takeometrenin konumu anlık olarak belirlenebilmektedir. Böylelikle arazide kalıcı bir yatay kontrol noktası (nirengi, poligon) tesis etme zorunluluğu ortadan kalkmaktadır. Yönlendirme için de elektronik takeometre yakındaki konumu GZK GPS ile anlık olarak belirlenen bir noktaya yönetlilebilir. Bu işlem ölçme işlerini daha ekonomik hale getirmekte ve toplam ölçme sürelerini de kısaltmaktadır. 5. Mühendislik Uygulamalarında GPS ile Türetilen Koordinatları, Yükseklikleri ve Mesafeleri Kullanma Düzeltmelerin enterpolasyonu için farklı modeller kullanıldığında, düzeltme farklarının bölgesel trendlerinin modellenmesinde en iyi sonuçların düzlem yöntemlerin kullanılmasıyla elde edildiği görülmüştür (Euler vd., 2004). Bu amaç için bilineer polinom kullanan mesafe esaslı düşük dereceden yüzey modeli şu şekilde verilebilir (El-Mowafy, 2004): f ( Y, X) = a( Y Y ) + b( X X ) c (1) o o + burada (Y,X) ve (Y o, X o ), sırasıyla enterpolasyn noktasının ve orijinin koordinatlarını göstermektedir; a, b ve c ise ağırlıklı en küçük kareler dengelemesi sonucu ağdaki her referans istasyonununa ait mesafe artık 219 GPS ten elde edilen konum bilgisi, WGS-84 yer sabit koordinat sisteminde bir noktanın kartezyen koordinatlarıdır. Bu koordinatların mühendislik uygulamalarında kullanılabilmesi için genellikle yerel/ulusal koordinat sistemine dönüştürülür. Son zamanlarda bir çok ülkede sonuçların kolaylıkla kullanılabilmesi ve uyuşum sorunu yaşamamak için ITRF e ilişkilendirilen UTM projeksiyon koordinatları kullanılmaktadır. GPS ten elde edilen yükseklikler, WGS-84 datumunda olmasından dolayı elipsoidal yüksekliklerdir. Mühendislik projelerinde genellikle ortalama deniz seviyesi referans alınan yükseklikler (ortometrik yükseklikler) kullanıldığından, bu yüksekliklerin yerel geoid modelleri kullanarak ortometrik yüksekliklere dönüştürülmesi gerekmektedir.

4 B TUJK 2004 Çalıştayı, Zonguldak Ortometrik yükseklikler ise aşağıdaki eşitlikten hesaplanabilmektedir: H = h N (2) burada H ortometrik yüksekliği, h ise aynı noktadaki elipsoidal yüksekliği ve N de geoid ondülasyonunu göstermektedir. Yerel geoid modelinin olmaması durumunda, ölçmeler sınırlı bir alanda tutularak gerçekleştirilir ve ortometrik yükseklikler şu şekilde kestirilebilir: H = H ref + Δh ΔN (3) Burada da H ref referans noktasındaki ortometrik yüksekliği, Δh yerel datumla GPS ten türetilen elipsoidal yükseklik farklarını ve ΔN ise geoid ondülasyonu farklarını göstermektedir. Geoid ondülasyonlarının küçük alanlarda az değişim gösterdiği bilindiğinden (3) eşitliğindeki son terim (ΔN) ihmal edilebilir. Bu durumda böyle bir kabulden kaynaklanan hatanın bir kaç milimetre içinde kalacağı düşünülmektedir. Geoid ondülasyonları için, geoidin yerel değişimlerini dikkate almayan EGM96 gibi küresel bir model kullanarak yaklaşık değerler alınabilmektedir. Sonuç olarak bu durumda da, özellikle uzun bazlarda, doğruluk kaybı söz konusudur. harita projeksiyonu (Y,X,H) A (Y,X,H) B (φ, λ,h) A-yerel (φ, λ,h) B-yerel S AB α AB Jeodezik mesafe ve azimut projeksiyonu kullanarak dönüştürülen düzlem koordinatları bulunmaktadır. Sonuçta, GPS koordinatlarından türetilen noktalar arası mesafe ile arazide ölçülen mesafeler arasında her zaman bir fark oluşacaktır. Bu nedenle, iki nokta (örneğin: A ve B) arasındaki mesafe haritadan ölçülmemelidir; bunun yerine noktaların düzlem koordinatlarından hesaplanmalıdır. Bu işleme yönelik aşağıda Şekil 1 de adımlar sunulmuştur: Şekil 1 den de görüldüğü üzere, ulusal datum parametreleri ve kullanılan harita projeksiyonu ile arasındaki ilişki gerekli olan temel verilerdir. Ortometrik yükseklikleri kullanan projeler için geoid ondülasyonları da gereklidir. Arazide çalışan bir haritacı/ölçmeci gerekli hesapları yapmak için programlanabilir cep hasaplayıcılarından ya da dizüstü bilgisayarlardan yararlanabilir. Düzlemdeki mesafe kullanıldığında yeryüzündeki eğik mesafeye geçiş için aşağıdaki eşitlik kullanılabilir: 1/ 2 2 h = 1 + A h 1 + B D e S Dd + ( hb ha ) (4) Rα Rα burada D e ve D d, sırasıyla yeryüzündeki eğik mesafeyi ve düzlem mesafeyi göstermektedir; S değeri elipsoidal mesafe ile düzlem mesafe arasındaki ilişkiyi ortaya koyan harita projeksiyonunda kullanılan kenar indirgeme değeridir. R α ise A-B kenarının α azimutu için meridyene dik doğrultudaki eğrilik yarıçapını; h A ve h B de iki noktanın elipsoidal yüksekliklerini göstermektedir. Böylelikle arazide GZK GPS ile konumlanan bir noktanın yüksekliği proje yüksekliklerine dönüştürülmektedir. Üzerine elektronik takeometre kurularak detay alımı yapılacak yada nokta aplikasyonları yapılacak noktaları GZK GPS ile konumlamak mühendislik uygulamalarına hem hız ve yüksek doğruluk kazandıracaktır. Elektronik takeometre kurulacak noktaların yada doğrudan konumu aranan detay noktalarının üretimi için iki yöntem önerilmektedir. elipsoitten yüzeye mesafe dönüşümü D AB eğik mesafe GPS anteni önce Elektronik takeometre sonra Şekil 1: Noktalar arasında mesafelerinin düzlem koordinatlarından elde etme işlem adımları Yerüstü işeretlerinin kestirimi ya da aplikasyonunda, yer yüzeyindeki mesafelerin düzlem koordinatlarla verildiği haritalar genellikle kullanılmaktadır. Diğer A A yandan, GPS ölçülerine dayandırılan haritalarda, noktaların coğrafi koordinatları (φ, λ, h) bir harita Şekil 2: GZK GPS ile A aplikasyon noktasının üretimi 220

5 İlkinde nokta üzerine GZK GPS anteni yerleştirilirek merkezlendirme ve düzeçlemeden sonra o noktanın konumu tek bazlı GZK ile ya da GZK Ağı ile elde edilir. Sonra GPS anteni kaldırılıp üzerine elektronik takeometre yerleştirilir. Zaten GPS antenin koordinatlarıyla yerüstündeki noktanın planimetrik koordinatları aynı olmalıdır. Yükseklik ile dönüşüm kriterleri yukarıda verilmişti. Şekil 2 de bu yöntemin tasviri yapılmıştır. İkinci yöntem ise Al-Mowafy (2004) tarafından önerilen düzeçli bir laser işaretleyici kullanımıdır. Bunun için öncelikle L biçiminde olan ve GPS antenini ve laser işaretleyici taşıyacak bir jalonet gerekmektedir (Şekil 3) GPS anteni düzeçli laser işeretleyici aplikasyon noktası Şekil 3: Düzeçli laser işaretleyiciyle nokta aplilasyonu Bu jalonetin düşey parçasının çeşitli yükseklikleri ayarlanabilir olmasında yarar vardır. Daha kısa olan yatay jalonetin üzerine GPS anteni monte edilir. Yatay jalonetin altına, hemen antenin merkezinin altına gelecek biçimde ucuz bir laser işaretleyici yerleştirilir. Bu alet, laser nivolarda olduğu gibi, laser ışınını ancak jalonet düzeçlendiğinde düşey olarak gönderir. Böylelikle, anten düzeçlendiğinde, laser ışının işaret ettiği yerdeki noktanın GPS anteniyle aynı planimetrik koordinatları olmaktadır. Ölçme ekibi laser ışının üzerine doğruluklu olarak yer yüstü işareti çakabilir ya da tesis edebilir. Bu iki yöntemden biri kullanılarak arazide üzerinde detay alımı yapılacak noktaların ya da proje noktalarınının konumları çok hızlı ve yüksek doğruluk olarak tek bazlı GZK GPS ya da GZK Ağı yardımıyla üretiliebilir. Tek bazlı GZK GPS yöntemi kullanılırken referans alıcısının proje bölgesinde bulunan yüksek bir bina ya da yüksek tepe üzerine tesis edilmesinde ölçme menzilini artırması ve sinyal yansıması hatalarını azaltması açısından önemlidir. Bununla beraber, tek bazlı GZK da ölçme menzilinin maksimum 10 km olduğu (bina yoğunluğu çok olan uygulamalarda 5 km. İle sınırlı olabilmekte) bilinmektedir (Mekik ve Arslanoğlu, 2003). GZK Ağı henüz ülkemizde tesis edilmediğinden ülkemizden örnek uygulama mümkün olmamakla birlikte yakın zamanlarda Dubai de yapılan çalışmaların sonuçları verilebilir (Al-Mowafy, 2004). Bu araştırmada, bir inşaat alanında GZK Ağı ile yapılan ölçmelerden yatayda 3.5 cm. ve düşeyde 5 cm. den daha yüksek doğruluk elde edilmiştir (a.g.e.). Bu sonuçlar orta düzeyde doğruluk gerektiren yol projeleri, boru ve enerji nakil hatları, sınır tespitleri, yapı aplikasyonları gibi mühendislik uygulamaları için oldukça uygundur. 6. Sonuç Günümüzde, özellikle mühendislik uygulamalarında, doğruluklu konumlamanın yanısıra, verimli konumlama olarak nitelenen hızlı ve ekonomik konumlama etken duruma gelmektedir. Klasik (konvansiyonel) ölçme ve konumlama yöntemleri büyük zahmet, zaman ve para harcanması koşuluyla istenen doğruluk ölçütlerini sağlamaktadır. Klasik teknikleri uygulayabilmek için zamanın ve dolayısıyla paranın çoğu ulusal ağa bağlı bir bölgesel nirengi ve/veya poligon ağı kurmaya gitmektedir ve böylelikle doğruluklu fakat hızlı ve ekonomik olmayan, diğer ifadeyle verimli olmayan konumlama yapılmaktadır. Oysa sadece ucuz tek frekanslı bir GPS alıcısıyla, her proje için bir nirengi ve/veya poligon ağı kurmadan önceden bir çok amaç için kurulmuş olan ve her zaman yüksek doğruluklu referans noktalarına sahip bir GZK Ağı kapsamında saniyeler mertebesinde bir sürede cm doğruluklu arazide nokta üretimi mümkün olabilmektedir. Mühendislik uygulamalarında noktaların koordinatlarının ulusal ya da bölgesel ağ kapsamında üretilmesi gerekmektedir. Bu çalışmada GPZ koordinatlarından ulusal koordinatlara ve dolayısıyla kenar ve azimut açılarının elde edilmesi yönelik bir algoritma sunulmuştur. Bu algoritmanın GZK GPS alıcılarından elde dilen koordinatlara uygulanmasıyla arazide gerçek zamanlı olarak konumlama mümkün olabilmektedir. Daha sonra bu GPS (tek bazlı GZK ya da GZK Ağı) ile konumlanan noktaların mühendislik uygulamalarından kullanımına yönelik iki yöntem sunulmuştur. Bu iki yöntemden birinin kullanımıyla üretilen noktanın üzerine elektronik takeometre kurularak başka bölgesel ağlara gereksinim duymadan detay alımı gerçekleştirilebilmektedir. Hatta detay noklarının da bu yöntemlerle konumlası yapılabilmektedir. Bunun sonucu olarak yukarıda ifade edilen cm doruluğun yanı sıra hız ve ekonomiklik de sağlanmaktadır. 221

6 Kaynaklar Arslanoğlu, M. ve Mekik Ç. (2003), Gerçek Zamanlı Kinematik GPS Konumlamasının Duyarlık Analizi ve Bir Örnek Uygulama, 9. Türkiye Harita Bilimsel ve Teknik Kurultay, , 31 Mart-4 Nisan, Ankara. El-Mowafy A., Fashir H., Al Marzooqi Y., Al Habbai A., Babiker T. (2003), Testing the Dubai Virtual Reference System (DVRS) National RTK Network, Proc. of the 8th ISU Int. Symp., Satellite Nav. Systems: Policy, Commercial and Technical Interaction, Mayıs, Strasbourg, Fransa. El-Mowafy A. (2004), Surveying with GPS for Construction Works Using the National RTK Reference Network and Precise Geoid Models, 1st FIG Int. Symp. On Engineering Surveys for Construction Works and Structural Engineering, 28 Haziran-1 Temmuz, Nottingham, Birleşik Krallık. Euler H-J., Seeger S., Zelger O., Takac F., Zebhauser B.E. (2004), Improvement of Positioning Performance Using Standardized Network RTK Messages, Proc. of ION NTM, Ocak, San Diego, CA, ABD. Enge P., Fan R., Tieari A. (2000), GPS RTK Reference Network s New Role Providing Continuity and Coverage, GPS World, vol. 11, no. 1. Jansen A., Townsend B., Cannon M.E. (2002), The Use of Numerical Weather Predictions for Network RTK, Proc. The European Nav. Conf., The 6th Int. GNSS Symp., GNSS-2002, Mayıs, Kopenhag, Danimarka Lachapelle G., Ryan S., Rizos C. (2002), Servising the GPS User, chapter 14 in Manual of Geospatial Science and Technology, J. Bossler, J. Jenson, R. McMaster & C Rizos (eds.), Taylor & Francis Inc., Mekik Ç. ve Akçın H. (1998). Tamsayı Belirsizlik Çözümleri, HKMO Dergisi, sayı. 84, Mekik, Ç. (2001), Gerçek Zamanlı Kinematik GPS, Seminer, 11s, Z.K.Üniv., Zonguldak. Mekik Ç., Arslanoğlu M. (2003), Gerçek Zamanlı Kinematik GPS Konumlamasının Doğruluk Analizi ve Bir Örnek Uygulama, 9. Türkiye Harita Bilimsel ve Teknik Kurultay, , 31 Mart-4 Nisan, Ankara. Mekik, Ç. (2004), Gerçek Zamanlı Kinematik GPS Ağı (Network RTK) ile Konumlama, Mühendislik Ölçmelerinde Jeodezik Ağlar Çalıştayı, IV. Oturum, Ekim, Zonguldak Petrovsky I., Kawaguchi S., Torimoto K., Fujii K., Ebine K., Sasano K., Cannon M.E., Lachapelle G. (2001), Practical Issues with Virtual Reference Station Implementation for Nationwide RTK Network, Proc. of GNSS 2001, the 5th GNSS Int. Symp. On Satellite Navigation: Objectives and Strategies, 8-11 Mayıs, Seville, İspanya. Raquet J. ve Lachapelle G. (2001), RTK Positioning with Multiple Reference Stations, GPS World, vol. 12, no. 4. Rizos C. (2002), Making Sense of the GPS Techiques, chapter 11 in Manual of Geospatial Science and Technology, J. Bossler, J. Jenson, R. McMaster & C Rizos (eds.), Taylor & Francis Inc., Wübbena G. ve Willgalis S. (2001), State Space Approach for Precise Real Time Positioning in GPS Reference Networks, International Symp. On Kinematic Systems on Geodesy, Geomatics and Navigation, KIS-01, 5-8 Haziran, Banff, Kanada. 222

7 Kullanılması IV: Oturum : Mühendislik Uygulamarında Sabit GPS İstasyonlarının (SÖRİ) 223